Конструкции сборных фундаментов в открытых котлованах

Обновлено: 15.05.2024

В условиях современного строительства достаточно большое количество фундаментов устраивают в предварительно вырытых открытых котлованах.Существует несколько признаков, по которым классифицируют фундаменты, возводимые в открытых котлованах.По материалу, из которого они изготовлены, фундаменты бывают бетонные, бутобетонные, из каменной или бутовой кладки и железобетонные. В некоторых, достаточно редких случаях в качестве материала фундаментов используют дерево (в водонасыщенных грунтах или при возведении временных сооружений) или металл (для сборно-разборных сооружений).По условиям изготовления различают фундаменты монолитные, возводимые непосредственно на месте строительства, и сборные, монтируемые из отдельных, заранее изготовленных элементов. Последний тип фундаментов получил наибольшее распространение, так как он обеспечивает максимальное снижение трудозатрат и существенно сокращает сроки строительства. Монолитные фундаменты применяют реже, чем сборные, однако они могут оказаться целесообразными при отказе от использования опалубки, т. е. при бетонировании в распор со стенами котлованов и траншей, особенно если последние получены в результате бурения скважин или предварительным вытрамбовыванием ложа.По условиям работы фундаменты подразделяют на жесткие, воспринимающие в основном сжимающие усилия, и гибкие, при работе которых образуются деформации изгиба, влияющие на распределение давления по подошве.По форме фундаменты можно отнести к следующим основным типам: ленточные, отдельные, сплошные и массивные.Ленточные фундаменты чаще всего выполняют под стены зданий (рис. 1, а), иногда для придания большей жесткости и обеспечения выравнивания осадки сооружения используют ленточные фундаменты под колонны в виде одиночных (рис. 1, б) или перекрестных (рис. 1, в) лент.

Рис.1. Ленточные фундаменты: 1 — стена; 2- фундаментная подушка; 3– колонна Отдельные фундаменты обычно устраивают под колонны каркасных зданий (рис. 2), иногда отдельные фундаменты применяют и под стены бескаркасных сооружений (столбчатые фундаменты), если в основании залегают надежные грунты и нагрузка на фундаменты невелика (рис. 3). Сплошные фундаменты выполняют, как правило, под всем зданием или сооружением в виде сплошных железобетонных плит. Их можно располагать под стены или колонны.Массивные фундаменты выполняют в виде сплошного жесткого массива под все сооружение. Фундаменты данного типа используют при строительстве дымовых труб, доменных печей, опор мостов мачтовых сооружений, отличительной особенностью которых являются относительно небольшие размеры в плане по сравнению с сооружением, при значительных вертикальных и горизонтальных нагрузках, передаваемых на основание.

Конструкции фундаментовПод стены бескаркасных зданий наиболее целесообразно применять ленточные фундаменты, при возведении которых на дно котлована насыпают слой песчаной подготовки толщиной 6. 10 см, который в дальнейшем выравнивают с последующей укладкой на него типовых блоков-подушек, распределяющих нагрузку от стен здания на основание. На блоки-подушки устанавливают в несколько рядов типовые стеновые фундаментные блоки.Блоки-подушки ленточных фундаментов могут быть сплошными (рис. 4, а, б), ребристыми (рис.4, в) и пустотными (рис.4, г). Сплошные плиты используют при значительных нагрузках, а ребристые и пустотные — при небольших, причем применение последних позволяет получать экономию строительных материалов. Стены фундаментов собирают из сплошных или пустотелых стеновых фундаментных блоков.Отдельные сборные фундаменты применяют под колонны каркасных зданий. В зависимости от размеров такие фундаменты могут быть цельными или составными. Наиболее экономичное решение получается при использовании в качестве фундамента одного цельного блока, имеющего сравнительно небольшие размеры и небольшую массу. Отдельные фундаменты устанавливают в котлованах на песчано-гравийную подготовку, толщина которой должна быть не менее 10 см.Бетонные, бутобетонные и каменные фундаменты устраивают в монолитном варианте и проектируют как жесткие, так как плохо сопротивляются растягивающим напряжениям. Для предотвращения значительного развития этих напряжений фундаменты уширяются к подошве уступами, размеры которых ограничиваются углом жесткости в пределах 26. 38°, который зависит от материала фундамента, давления на грунт основания и типа грунта. Соотношение между высотой уступа и его выносом h: принимают в пределах 1:2, 1:3, причем высота уступа должна составлять 0,5. 0,6 м (рис. 5).

Рис. 5. Конструкция жесткого
фундамента

Железобетонные монолитные фундаменты проектируют как изгибаемые конструкции на сжимаемом основании с учетом совместной работы сооружения с грунтом. Сечение и арматуру таких фундаментов назначают с учетом правил проектирования, предъявляемых к железобетонным конструкциям (рис. 6).

Монолитные железобетонные конструкции в зависимости от действующих усилий, грунтовых условий и размеров опирающихся на них конструкций могут быть одно-, двух- и трехступенчатыми.

К фундаментам мелкого заложения относятся фундаменты, имеющие отношение высоты к ширине подошвы, не превышающее 4, и передающие нагрузку на грунты основания преимущественно через подошву.

Подошвой фундамента называется его нижняя плоскость, соприкасающаяся с основанием; верхняя плоскость фундамента, на которую опираются наземные конструкции, называется обрезом. За ширину фундамента принимается минимальный размер подошвы, а за длину — наибольший ее размер. Высота фундамента h есть расстояние от подошвы до обреза, а расстояние от поверхности планировки до подошвы d называется глубиной заложения фундамента

Фундаменты мелкого заложения возводятся в открытых котлованах (отсюда еще одно их название — фундаменты, возводимые в открытых котлованах) или в специальных выемках, устраиваемых в грунтах основания.

По условиям изготовления фундаменты мелкого заложения разделяются на монолитные, возводимые непосредственно в котлованах, и сборные, монтируемые из элементов заводского изготовления. При устройстве монолитных фундаментов под подошвой осуществляется подготовка из тощего бетона или слоя щебня, втрамбованного в грунт и пролитого цементным раствором, призванная предотвратить утечку цементного молока, перемешивание бетонной смеси с грунтом и погружение арматуры в основание. При плотных слабо-фильтрующих грунтах такую подготовку можно не делать, а принять защитный слой бетона толщиной 5. 8 см.

В качестве материалов фундаментов применяются железобетон, бетон, бутобетон, каменные материалы (кирпич, бут, пиленые блоки из природных камней), В отдельных случаях при устройстве фундаментов временных зданий и сооружений допускается применение дерева или металла.

Материал фундамента выбирается в соответствии с материалами основных конструкций сооружения и наряду с определенной прочностью должен обладать неразмокаемостью и морозостойкостью.

Фундаменты, работающие преимущественно на сжатие и выполняемые из каменной кладки и бетона, относятся к массивным жестким конструкциям, а фундаменты, работающие на сжатие и изгиб и выполняемые из железобетона,— к гибким.

По форме фундаменты мелкого заложения разделяются на отдельные, ленточные, сплошные и массивные (рис. 10.2).

Отдельные фундаменты устраивают под колонны, опоры балок, ферм и других элементов промышленных и гражданских зданий и сооружений. Возможно устройство отдельных фундаментов и под стены.

Рис. 10.2. Основные типы фундаментов мелкого заложения:

а -~ отдельный фундамент под колонну; 6 — отдельные фундаменты под стену; в — ленточный фундамент под стену; г — то же, под колонны; д — то же, под сетку колонн; е — сплошной (плитный) фундамент

Отдельные фундаменты не увеличивают жесткости сооружения, поэтому их обычно применяют в тех случаях, когда неравномерность осадок не превышает допустимых значений.

Ленточные фундаменты используют для передачи нагрузки на основание от протяженных элементов строительных конструкций, например стен зданий, или ряда колонн. По размещению в плане ленточные фундаменты могут состоять из одинарных или перекрестных лент. Одинарные ленты устраивают, как правило, под стены, а перекрестные — под сетку колонн.

Сплошные фундаменты, иногда называемые плитными, устраивают под всем зданием в виде железобетонных плит под стены или сетку колонн. Фундаментные плиты разрезаются в плане только осадочными швами, но в пределах каждого выделенного отсека они обеспечивают жесткость здания и совместную работу фундамента и надземной части сооружения. Сплошные фундаменты способствуютуменьшениюнеравномерности осадки сооружения.

Массивные фундаменты устраивают в виде жесткого массива под небольшие в плане сооружения, такие, как башни, мачты, дымовые трубы, доменные печи, устои мостов и т. д.

Конструкции фундаментов мелкого заложения.

Отдельные фундаменты представляют собой кирпичные, каменные, бетонные или железобетонные столбы с уширенной опорной частью. Отдельные фундаменты могут выполняться в монолитном или сборном варианте.

Рис. 10.3. Конструкция жесткого фунда- Рис. 10.4. Сборный фундамент под колонну:

а — из нескольких элементов; б — из одного

а — с наклонными боковыми гранями; элемента; / — фундаментные плиты; 2 —

б — уширяющийся к подошве уступами подколонник; 3 — рандбалка; 4 — бетонные

столбики; 5 — монтажные петли

Каменные и бетонные отдельно стоящие фундаменты устраиваются монолитными и проектируются как жесткие. Фундаменты имеют наклонную боковую грань или, что чаще, уширяются к подошве уступами, размеры которых определяются углом жесткости а, т. е. предельным углом наклона, при котором в теле фундамента не возникают растягивающие напряжения (рис. 10.3). Железобетонные фундаменты выполняются монолитными или сборными и проектируются как конструкции на сжимаемом основании с учетом совместной работы сооружения и грунтов основания.

Монолитные железобетонные фундаменты состоят, как правило, из плитной части ступенчатой формы и подколенника. Сопряжение сборных колонн с фундаментом осуществляется с помощью стакана (фундаменты стаканного типа), монолитных колонн — соединением арматуры колонн с выпусками из фундамента, а стальных колонн — креплением башмака колонны к анкерным болтам, забетонированным в фундаменте. При устройстве отдельных фундаментов под стены по обрезу фундаментов укладываются фундаментные балки (рандбалки), на которые опираются наземные конструкции.

Сборные железобетонные фундаменты под колонны проектируются из одной или нескольких фундаментных плит, уложенных друг на друга на цементном растворе. Сверху плит устанавливают подколенник, а при необходимости и дополнительные опоры под ранд-балку (рис. 10.4, а).

Сборные фундаменты, составленные из нескольких рядов железобетонных плит, требуют повышенного расхода арматуры.

С целью сокращения трудоемкости работ по устройству фундаментов и уменьшению их стоимости постоянно ведутся работы по созданию новых типов фундаментов, которые в соответствующих грунтовых условиях оказываются более экономичными по сравнению с традиционными типами. Наибольшее распространение в последние годы получили буробетонные и щелевые фундаменты, устраиваемые в глинистых грунтах тугопластичной, полутвердой и твердой консистенции и в лессовых грунтах, а также фундаменты с анкерами, применяемые для сооружений со значительными горизонтальными или моментными нагрузками (рис. 10.5).

Рис. 10.5. Буробетонные (а), щелевые (б) и анкерные (в) фундаменты:

1 — колонна; 2 -— арматурный каркас; 3 — фундамент; 4 — подколонник; 5 — плитная часть; б — бетонные пластины; 7 — анкеры (буронабивные сваи)

Буробетовньщ фундамент устраивают в разбуриваемых полостях, заполняемых литым бетоном. Армируют только стаканную часть. Буробетонные фундаменты хорошо работают на горизон-

тальные нагрузки и моменты, поскольку эти нагрузки передаются на. боковые стенки полости, сложенные ненарушенным грунтом массива.

Щелевой фундамент устраивают путем прорезки узких взаимно перпендикулярных щелей шириной 10. 20 см, в которые при необходимости устанавливается арматура с последующим заполнением бетоном. Расстояние между пластинами составляет 2. 4 их толщины. Нагрузка на основание передается через нижние торцы и боковые поверхности пластин. Сопряжение колонн с фундаментами и в этом случае такое же, как в обычных фундаментах. Щелевые фундаменты могут быть устроены также и в вытрамбованных котлованах (см. § 12.3), когда прорези в грунте не отрываются, а пробиваются трамбовкой заданного размера на проектную глубину.

Фундаменты с анкерами обеспечивают восприятие значительных выдергивающих усилий, что позволяет уменьшить крен и устранить отрыв подошвы фундаментов. В нескальных грунтах анкеры представляют собой армированные каркасами буронабивные сваи диаметром 15. 20 см и длиной 3. 4 м, жестко соединяемые с плитной частью фундамента. В скальных грунтах обычно используются напрягаемые стержни с анкерующими болтами.

Ленточные фундаменты под стены также устраивают либо монолитными, либо из сборных блоков. Монолитные ленточные фундаменты из природного камня и бетона, как и отдельные фундаменты, устраивают в виде конструкции ступенчатой или наклонной формы (см. рис. 10.3). Монолитные железобетонные ленточные фундаменты выполняются в виде нижней армированной ленты и не-армированной или малоармированной фундаментной стены (рис. 10.6, а). Одним из возможных вариантов устройства монолитных ленточных фундаментов из железобетона является многощелевой ленточный фундамент, конструкция которого аналогична показанному на рис. 10.5, б. Расчет и конструирование монолитных ленточных фундаментов рассматриваются в курсе железобетонных конструкций.

Сборный ленточнйй фундамент состоит из ленты, собираемой из железобетонных плит, армированных по расчету, и стены, собираемой из бетонных блоков (рис. 10.6, б). Железобетонные фундаментные плиты подушки и бетонные стеновые блоки унифицированы.

При строительстве на прочных грунтах (модуль деформации грунта 25 МПа и более) при уровне подземных вод ниже подошвы фундамента возможно применение прерывистых ленточных фундаментов, которые устраивают из фундаментных железобетонных плит, расположенных на некотором расстоянии друг от друга (рис. 10.6, в). Чтобы уменьшить объем железобетона в теле фундамента, иногда применяют ребристые железобетонные блоки или плиты с угловыми вырезами (рис. 10.7).

Фундаментные стеновые блоки изготовляют из тяжелого бетона, керамзитобетона или плотного силикатного бетона. Ширина блоков принимается равной (или меньше) толщине надземных стен, но не менее 30 см. Надземные стены не должны выступать над фундаментными более чем на 15 см. Высота типовых стеновых блоков составляет 280 или 580 мм. Блоки укладывают на цементном растворе с перевязкой швов стеновых блоков и плит.

Рис. 10.7. Конструкции фундаментных
а —сплошная; б-ребристая; в — сборные

Для повышения жесткости сооружения (для выравнивания осадок при строительстве на слабых грунтах, в качестве антисейсмических с мероприятий и т.п.) угловыми вырезами фундаменты усиливают армированными швами или железобетонными поясами, устроенными поверх фундаментных плит или последнего ряда стеновых блоков по всему периметру здания на одном уровне. Такие решения будут рассмотрены в соответствующих главах учебника.

Сплошные фундаменты выполняются, как правило, из монолитного железобетона. По конструктивным решениям сплошные фундаменты разделяют на плитные и коробчатые. Плитные фундаменты, в свою очередь, могут быть гладкими (безбалочными) и ребристыми (рис. 10.8).

Конструкции фундаментов

Фундаменты зданий и сооружений конструируют, учитывая совместную работу сооружения и грунтов основания, причем конструкция фундамента во многом определяется типом возводимого здания. Широкое распространение в условиях массовой городской застройки получили сборные фундаменты, позволяющие снижать затраты на их возведение.

Под стены бескаркасных зданий наиболее целесообразно применять ленточные фундаменты, при возведении которых на дно котлована насыпают слой песчаной подготовки толщиной 6… 10 см, который в дальнейшем выравнивают с последующей укладкой на него типовых блоков-подушек, распределяющих нагрузку от стен здания на основание. На блоки-подушки устанавливают в несколько рядов типовые стеновые фундаментные блоки.

В некоторых случаях устраивают прерывистые ленточные фундаменты (рис. 5.5), позволяющие получать существенную экономию материалов. Применение прерывистых фундаментов допускается, при надежных грунтах и относительно небольших нагрузках. Зазоры между плитами заполняют песком с последующим уплотнением.

Рис. 5.5. Прерывистый ленточный фундамент: 1 — стена здания; 2 — фундаментный стеновой блок; 3 — фундаментная плита (подушка)

Блоки-подушки ленточных фундаментов могут быть сплошными (рис. 5.6, а, б), ребристыми (рис. 5.6, в) и пустотными (рис. 5.6, г). Сплошные плиты используют при значительных нагрузках, а ребристые и пустотные — при небольших, причем применение последних позволяет получать экономию строительных материалов. Стены фундаментов собирают из сплошных или пустотелых стеновых фундаментных блоков.

Отдельные сборные фундаменты применяют под колонны каркасных зданий. В зависимости от размерор такие фундаменты могут быть цельными или составными. Наиболее экономичное решение получается при использовании в качестве фундамента одного цельного блока (рис. 5.7, а), имеющего сравнительно небольшие размеры и небольшую массу. Отдельные фундаменты устанавливают в котлованах на песчано-гравийную подготовку, толщина которой должна быть не менее 10 см.

Составные сборные фундаменты в настоящее время используют значительно реже, так как их применение связано с дополнительным расходом арматуры, располагающейся на разных уровнях (рис. 5.7, б).

Возведение составного фундамента может быть целесообразно только после соответствующего обоснования й следующих случаях: если на основание передаются значительные вертикальные нагрузки, т. е. имеющиеся в распоряжении проектировщика типоразмеры одиночных фундаментов не обеспечивают требуемого давления по подошве; существует необходимость возведения фундаментов в сжатые сроки, в целях предотвращения возможного промерзания грунта в зимний период времени.

Рис. 5.6. Конструкции фундаментных, шит

Рис. 5.7. Железобетонные фундаменты:
1 — подколенник; 2 — фундаментная плита цельная; 3 — то же, блочная

Следует учитывать, что при действии значительных изгибающих моментов и горизонтальных усилий отдельные блоки составных фундаментов для обеспечения их совместной работы необходимо соединять между собой с помощью выпусков арматуры, анкеров или сварки закладных деталей.

В последнее время при строительстве каркасных зданий и сооружений стали применять сплошные фундаменты из универсальных сборных блоков. Существует два типа таких блоков со скошенными ребрами (рис . 5.8, а) и повышенной жесткости (рис. 5.8, б). В первом случае сплошная плита образуется в результате замоноличивания швов между блоками, во втором — в результате сварки выпусков арматуры и замоноличивания швов. Данный тип фундаментов по сравнению с традиционными плитными фундаментами, выполняемыми, как правило, в монолитном варианте, имеет ряд преимуществ: обладает повышенной жесткостью и более экономичен в результате уменьшения расхода материалов и сокращения трудозатрат при возведении.

Широкое применение монолитных фундаментов в практике современного строительства сдерживают следующие факторы: большие трудовые затраты при строительстве; незначительная оборачиваемость опалубки; сложность обеспечения твердения бетона в зимний период времени, а также большая продолжительность работ по сравнению с возведением сборных фундаментов.

Однако такие типы фундаментов, как сплошные, ленточные под колонны, массивные, имеющие небольшую площадь опалубки по сравнению с объемом бетона, а также фундаменты сложного очертания под уникальные сооружения и сложное оборудование, выполняют, как Правило, из монолитного железобетона. Причем применение типовой инвентарной опалубки и способов ускорения твердения бетона в зимний период времени во многих случаях обеспечивает необходимую экономичность конструктивного решения монолитного фундамента.

Рис. 5.8. Сплошной сборный фундамент: 1 — ребрй; 2 — колонна; 3 — опорная плита между ребрами; 4 — пазы в плите; 5 — замоноличенный шов; 6 — подколовник; 7 — сварной узел

При возведении коробчатых фундаментов иногда в качестве опалубки применяют сборные тонкостенные железобетонные элементы, которые после окончания твердения основной массы бетона остаются в составе конструкции фундамента.

Рис. 5.9. Конструкция жесткого фундамента

Бетонные, бутобетонные и каменные фундаменты устраивают в монолитном варианте и проектируют как жесткие, так как плохо сопротивляются растягивающим напряжениям. Для предотвращения значительного развития этих напряжений фундаменты уширяются к подошве уступами, размеры которых ограничиваются углом жесткости а в пределах 26…38°, который зависит от материала фундамента, давления на грунт основания и типа грунта. Соотношение между высотой уступа и его выносом h : I принимают в пределах 1:2, 1:3, причем высота уступа должна составлять 0,5…0,6 м (рис. 5.9).

Рис. 5.10. Конструкции монолитных железобетонных фундаментов: 1 — колонна; 2 — стакан; 3 — фундамент

Устройство верхней части фундамента зависит от типа опирающихся конструкций и характера передаваемых усилий. Под колонны каркасных зданий в фундаментах устраивают стаканы (рис. 5.10, а) или предусматривают жесткий стык (рис. 5.10, б), для чего в монолитном фундаменте устанавливают специальную арматуру. При использовании железобетонных колонн каркаса стаканную часть фундамента располагают на отметке — 0,150 от поверхности земли, чтобы засыпать пазухи до монтажа колонн, при металлических колоннах обрез фундамента располагают значительно ниже, так чтобы металлический подколенник располагался ниже планировочной отметки.

Монолитные железобетонные конструкции в зависимости от действующих усилий, грунтовых условий и размеров опирающихся на них конструкций могут быть одно-, дву

Классификация фундаментов, возводимых в открытых котлованах

В условиях современного строительства достаточно большое количество фундаментов устраивают в предварительно вырытых открытых котлованах.

Существует несколько признаков, по которым классифицируют фундаменты, возводимые в открытых, котлованах.

По материалу, из которого они изготовлены, фундаменты бывают бетонные, бутобетонные, из каменной или бутовой кладки и железобетонные. В некоторых, достаточно редких случаях в качестве материала фундаментов используют дерево (в водонасыщенных грунтах или при возведении временных сооружений) или металл (для сборно-разборных сооружений).

По условиям изготовления различают фундаменты монолитные, возводимые непосредственно на месте строительства, и сборные, монтируемые из отдельных, заранее изготовленных элементов. Последний тип фундаментов получил наибольшее распространение, так как он обеспечивает максимальное снижение трудозатрат и существенно сокращает сроки строительства.

Конструкция фундамента и материал, из которого он изготовлен, должны обеспечивать необходимую прочность, морозостойкость и сопротивляться набуханию, поскольку на подземные конструкции помимо внешних нагрузок вредное влияние оказывают подземные воды. Этим требованиям в наибольшей степени соответствует бетон, а иногда с целью уменьшения расхода цемента используют бутобетон. Существует номенклатура сборных блоков для фундаментов, выполняемых из бетона и бутобетона (сплошные и пустотелые фундаментные, стенные блоки и блоки-подушки небольшой ширины).

Фундаменты из каменной и бутовой кладки в настоящее время используют довольно редко, так как они требуют очень больших трудозатрат.

Наиболее широко распространенным материалом для устройства фундаментов является железобетон, который используют для возведения различных типов фундаментов, как в монолитном, так и сборном варианте, поскольку он обладает требуемой морозостойкостью и водонепроницаемостью (при определенной плотности). Промышленность строительных материалов выпускает широкую номенклатуру сборных конструкций, используя которые можно монтировать фундаменты различных конструктивных решений, удовлетворяющих практически всем запросам промышленного строительства.

Монолитные фундаменты применяют реже, чем сборные, однако они могут оказаться целесообразными при отказе от использования опалубки, т. е. при бетонировании в распор со стенами котлованов и траншей, особенно если последние получены в результате бурения скважин или предварительным вытрамбовыванием ложа.

По условиям работы фундаменты подразделяют на жесткие, воспринимающие в основном сжимающие усилия, и гибкие, при работе которых образуются деформации изгиба, влияющие на распределение давления по Подошве.

По форме фундаменты можно отнести к следующим основным типам: ленточные, отдельные, сплошные и массивные.

Ленточные фундаментычаще всего выполняют под стены зданий (рис. 5.1, а), иногда для придания большей жесткости и обеспечения выравнивания осадки сооружения используют ленточные фундаменты под колонны в виде одиночных (рис. 5.1, б) или перекрестных (рис. 5.1, в) лент. Уменьшения давления по подошве фундаментов данного типа можно добиться только за счет увеличения размеров в поперечном направлении.

Рис. 5.1. Ленточные фундаменты: 1 — стена; 2 — фундаментная подушка; 3 — колонна

Отдельные фундаменты обычно устраивают цод колонны каркасных зданий (рис. 5.2), иногда отдельные фундаменты применяют и под стены бескаркасных сооружений (столбчатые фундаменты), если в основании залегают надежные грунты и нагрузка на фундаменты невелика (рис. 5.3). Отдельные фундаменты под колонны используют в случаях, когда неравномерности осадок не превышают предельно допустимых значений, поскольку такие фундаменты не оказывают существенного влияния на жесткость зданий и неспособны выравнивать осадки. Изменять давление в основании этих фундаментов можно, варьируя длину и ширину подошвы.

Рис. 5.2. Отдельный фундамент

Рис. 5.3. Отдельные (столбчатые) фундаменты

Сплошные фундаменты выполняют, как правило, под всем зданием или сооружением в виде сплошных железобетонных плит. Их можно располагать под стены или колонны (рис. 5.4, а). В некоторых случаях для создания большей жесткости сплошной фундамент возводят в плитнр-балочном варианте (рис. 5.4, б). Существуют и другие конструктивные решения сплошных фундаментов; они могут быть коробчатыми (рис. 5.4, в), а также в виде цилиндрических оболочек (рис. 5.4, г) или оболочек двоякой кривизны (рис. 5.4, д).

Сплошные фундаменты, работая на изгиб, выравнивают осадки в двух взаимно перпендикулярных направлениях, обеспечивая совместную работу основания и всего здания. Наибольшей жесткостью обладают коробчатые фундаменты, которые используют в зданиях, передающих на основание неравномерно распределенные нагрузки значительной интенсивности.

Массивные фундаменты выполняют в виде сплошного жесткого массива под все сооружение. Фундаменты данного типа используют при строительстве дымовых труб, доменных печей, опор мостов мачтовых сооружений, отличительной особенностью которых являются относительно небольшие размеры в плане по сравнению с сооружением, при значительных вертикальных и горизонтальных нагрузках, передаваемых на основание.

Анализ вкл: изучение опыта стр-ва, ознакомление и наплоставанием слоёв грунтов, уровнем грунтовых вод. Опр. нор-х и расчётных хар-к грунтов по 1-ой и 2-ой группе предельных состояний. Назначение наиб.рационального места сооружения

75. Технико- экономические факторы вариантов фундаментов.

2. Возможность выполнения работ в сжатые сроки

3. В-тьвып-я работ в зимнее время

4. Материалаёмкость(расход материала)

5.Величины осадок и их нерав-ть

6. Необходимость осушения котлованов при устр-ве фундаментов

Главный показатель; экономич. эффективность. Она проводиться по полным приведенным затратам.

Виды фундаментов в открытых котлованах

1.отдельные фундаменты могут быть: отд. под колонны и отд. под стены

2. ленточные фундаменты могут быть под колонны(рядовые и перекрёстные) и под стены (непрерывные или прерывистые)

3. сплошные могут быть под колонны или под стены

конструкции отдельных фундаментов

Виды фундаментов глубокого заложения.

В основном, ленточный фундамент используется для домов с тяжелыми стенами или тяжелыми перекрытиями, а также когда планируется подпольное помещение. Глубина заложения фундамента на 20-30 см. ниже глубины промерзания грунта. Этот вид фундамента самый дорогой из-за значительных расходов на материал. Во всех остальных случаях более рациональны столбчатые фундаменты, особенно при стенах из легких конструкций. По расходу материалов при глубоком заложении в 3-5 раз дешевле ленточных. Преимущества их также очевидны при возведении рубленых, брусчатых и каркасных домов, когда не нужно делать специальных перемычек между столбами, а расстояние между опорами может быть принято до 2,5-3 м.Вместе с тем у столбчатых фундаментов есть и особенности, мешающие в ряде случаев их применению. Так, в горизонтально-подвижных грунтах недостаточна их устойчивость к опрокидыванию, а потому необходима жесткая верхняя обвязка, которая препятствует боковому сдвигу. Ограничено их применение на слабонесущих грунтах при строительстве домов со стенами из тяжелых конструкций. Кроме того, возникают сложности и при устройстве цоколя. Если в ленточных фундаментах образовать цоколь, являющийся их продолжением, довольно просто, то при столбчатых опорах заполнение пространства между ними, стеной и землей (забирка) довольно трудоемко

Классификация забивных свай.

ü По материалу: деревянные (пакетные и клееные)

ж/б сваи: по поперечному сечению, по длине

ü По способу армирования : с ненапрягаемой арматурой

С напрягаемой арматурой: стержневая, прядевая, проволочная

С Поперечным армированием и без поперечного армирования ствола.

ü Металлические сваи: по форме поперечного сечения (круглые, двутавровые, комбинированные).

Определение несущей способности сваи по результатам статического зондирования

Сущ-т зондировоч. установки 1-го и 2- го типа и 3-го типа. Предельное сопротивление сваи F_u опр. как , где R_s-расчётное сопротивление огружной сваи в грунт, которое опр. по форм-ле , где β₁- переходной коэф.,q_s-среднее сопротивление под наконечником зонда на участке на глубину 1d выше и 4d ниже, А-площадь поперечного сечения сваи, f- среднее удельное сопротивление грунта по боковой пов-ти сваи опр. по фор-лам для установок 1 типа: , 2 и 3 типа:, где переходные коэф.,f_s- среднее удельное сопротивление грунта по боковой пов-ти зонда на глубине забивки сваи h, f_si- среднее сопротивление грунтов по боковой пов-ти зонда в пределах i-х слоёв, U-периметр, h-глубина погружения сваи.Несущаясп-ть сваи F_d опр. по фор-ле: , n- кол-во точек испытаний.

Кесонные фундаменты

Такие типы ф-та устраив-ся на террит-ии, покрытой

водой и при необх-ти устр-ва ф-та на террит-ии ниже

Давление воздуха в камере кессона

уравновешивает давление воды на

заданной глубине.Глубина погружения

до 45м, время декомпрессии – 30-60 мин.

кессон
раб. камера кесона
надкесонная шахта
шлюзовая камера
пригрузка
гидромонитор
R-лифт
кузов автомобиля

111.Конструктивные методы улучшения работы грунтов основания, песчаные и грунтовые подушки песчаные подушки широко используются для замены сильносжимаемых грунтов в основании фундамента и в качестве искусственного на водонасыщенных грунтах уменьшение осадки фундамента. увеличение устойчивости, равномерная осадка, уменьшение глубины заложения, замена пучинистых грунтов, упрочнение водонасыщенных грунтов).Требования6удобоукладываемость,высокие характеристики к сдвигу, малая сжимаемость, устойчивость к движению грунтовых вод. выполняются из крупных песков, из местных материалов. α=30÷45 0 , ,где h_cs- определяется из σ_zg+σ_zp≤R_z, R_z-расчетное сопротивление грунта на который опирается подушка. Существуют более эконо-е конструкции подушек, при которых рассчитывается по наклонным плоскостям.

112.Конструктивные методы улучшения работы грунтов оснований, шпунтовое ограждение Применяется для крепления стен котлована и в отдельных случаях для улучшения оснований. Для повышения устойчивости при возведении сооружений на сильносжимаемых грунтах с малым сопротивлением сдвигу.шпунтовая стенка устраивается вокруг фундамента, образуя замкнутую ячейку. в этом случае грунт сжимается под сооружением без возможности бокового расширения. Краевая критическая нагрузка и нормативное давление увеличиваются так как глубина заложения при их расчете принимается равной глубине забивки шпунта. Ш.огр. применяется для усиления основая при устройстве песчаных подушек на сильносжимаемых грунтах при опасности их расползания в стороны из под фундамента.

113. Конструктивные методы улучшения работы грунтов оснований, боковые пригрузки и армирование грунтов Боковые пригрузки повышения устойчивости насыпей Армирование сооружений из неустойчивых грунтов может выполняться: 1)дисперсное - в грунт добавляют синтетические нити. 2)Металлическими сетками 3) синтетической не гниющей тканью.

114.Поверхнострое уплотнение может выполнятся трамбовками, вибротрамбовками и катками. При уплотнении добиваются степни уплотненияķ_упл≥0,95.ķ_упл ,где -естественная плотность грунта, -максимально возможная плотность. При назначении глубины котлована необходимо учитывать понижение дна котлована при трамбовании.

115. Глубинное уплотенение грунтов виброуплотнением Глубинное - для насыщенных песчаных грунтов, может выполнять: при погружении вибратора) вибробулавы, при помощи погружения в грунт стержня с приваренными к нему планками и вибропогружателя.

Проектирование котлованов.

Котлованами называют выемки различные по глубине, но с достаточно большими размерами в плане, устраиваемые в грунте и предназначенные для различных целей: устройство фундаментов, монтажа подземных конструкций и оборудования, прокладки туннелей и коммуникаций и т.п.
Выемки, имеющие малую ширину и большую длину, называют траншеями, а имеющие малые размеры в плане и большую глубину – шахтами.

- Проект котлована является составной частью общего проекта здания или сооружения и включает в себя:

- указания по производству и организации работ;

учитываются: в плане

возможность производства работ;
возможность устройства опалубки;
размещение крепления стенок котлована;
размещение водопонижающих установок;
глубина в основном определяется заложением фундамента (с учетом песчаной подушки, пласт. дренажа и т.п.)

- горизонтальную и вертикальную привязку котлована к местности;

- размеры поверху и понизу;

- абсолютные отметки дня и заглублений;

- заложение откосов – i

В. Закладные крепления

Устраивают при глубине котлована до 2…4 м в сухих и маловлажных грунтах (рис. 14.2 а, б). Закладное крепление состоит из стоек, распорок и горизонтальных досок (забирки), которые заводят за стойки снизу по мере углубления котлована или траншеи, а стойки постепенно заменяют на более длинные тщательно раскрепляя их распорками.

Рис. 14.2. Крепление вертикальных стенок выемок:

а, б – закладное; в – анкерное; г – подкосное; 1 – стойка; 2 – доски; 3 – распорка; 4 – свайка; 5 – стяжка; 6 - подкос

Более удобное крепление не требующее замены стоек по мере заглубления выемки, состоит из предварительно забитых в грунт двутавровых стальных балок, за полки которых постепенно закладываются доски.

Д. Шпунтовые ограждения

Служат для крепления вертикальных стен котлована при глубине более 4-х метров, а также при любой глубине, но при уровне подземных вод выше дна котлована.

Шпунтовые ограждения состоят из отдельных элементов (шпунтин), которые погружаются в грунт еще до отрывки котлована и образуют сплошную стену предотвращающую сползание грунта и проницание воду в котлован.

Рис. 14.3. Деревянное шпунтовое ограждение:

а – из досок; б – из брусьев; в – нижний конец деревянной шпунтины

Исходные данные для проектирования оснований и фундаентов

-функциональное назначение здания

-размеры здания в плане;

- нагрузки на фундамент;

-физико-механические свойства грунтов

74. Анализ инженерно-геологических условий и их влияние на вариантность решений фундаментов